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Betriebsverfahren für Verbrennungskraftmaschinen.
Es sind vielfach Verbrennungskraftmaschinen bekannt, denen die gesamte oder ein Teil der Verbrennungsluft in Form von Druckluft aus einem Behälter zugeführt wird. Diese Druckluft wird entweder vom Arbeitskolben selbst oder durch eine besondere Vorrichtung erzeugt und im Behälter aufgespeichert. Dabei ist es nötig, den Druck im Behälter zu regeln und dies geschieht bisher dadurch, dass man entweder am Behälter ein Sicherheitsventil anbringt, das bei Überschreitung des zulässigen höchsten Druckes abbläst oder dadurch, dass man die in den Behälter gepumpte Luft von Hand oder durch einen Regler steuert, d. h., dass man in die Pumpe nur einen Teil jener Luftmenge einlässt, die sie zu verdichten imstande wäre.
Diese beiden Methoden bedeuten eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Maschine, denn bei Anwendung eines Sicherheitsventils geht die Arbeit verloren, die auf die Verdichtung der abblasenden Luft verwendet wurde und bei der Regelung der angesaugten Luftmenge arbeitet die Pumpe immer mit einem verhältnis- mässig ungünstigen Wirkungsgrad, so lange ihr nicht die höchst zulässige Menge von Ansaugeluft zugelassen wird.
Diese beiden Verlustquellen liessen sich nur dann umgeben, wenn es gelänge, die Luft-
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unverändert bliebe. Die Menge der Luft, die in der Zeiteinheit von einem Behälter in den anderen überströmt, ist bei gleichbleibendem Durchflussquerschnitt bekanntlich von dem Druckunterschied zwischen beiden Behältern abhängig, von denen im vorliegenden Fall einer der Druckluftbehälter, der andere der Maschinenzylinder ist. Nimmt man nun an, es sei gelungen, den Druck im Druck luftbehälter immer gleich zu halten, so ist es zwar leicht, die Menge der vom Veidichter in den Druckbehälter geschobenen Luft gleich zu halten, weil auch der Verdichter immer mit der gleichen Anfangsspannung (Atmosphärendruck) arbeitet und somit die Druckunterschiede immer gleich bleiben.
Anders liegen hingegen die Verhältnisse beim Übertritt der Druckluft aus dem Druck- behälter in den Arbeitszylinder sei eS nun, dass es sich um Luft zum Einspritzen des Brennstoffes oder um die gesamt' oder einen Teil der Verbrenmmgsluft handelt. Setzt man nämlich hier vorpus, da'.) der Diuek im Behälter zunächst gleich bleibt, so schwankt doch der im Zylinder herrschende mittlere Druck : je nach dei Belastung der Maschine wird nämlich die Brennstoffpumpe unter dem Einfluss des Rt-gl"rs eine grössere oder kleinere Brennstoffmenge in den Zylinder pressen und dementsprechend der mittlere Verbrennungsdrutk bei verschied :
nen Hüben je nach der Belastung verschieden sp'n. Dementsprechend wird aber auch der Druckunterschied zwischen Druckbehälter und Arbeitszylinder ein wechselnder sein, und da die überströmende Luftmenge pro Zeiteinheit von diesem Druckunterschied abhängig ist, so mass bei gleichbleibender Öffnungsdauer des Ventils auch die während eines Hubes aus dem Druckbehälter in den Arbeitszylinder übertretende Luftmenge schwanken. Dadurch wird aber unmittelbar ein Schwanken des Druckes im Druckbehälter bedingt. Schwankt aber die Pressung im Behälter, so schwankt auch die Druckdifferenz zwischen Behälter und Verdichter und es wird somit auch nicht mehl stets die gleiche Menge Druckluft in
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Erfindungsgemäss wird nun, um den Verdichter mit gutem Wirkungsgrad (voller Leistung) arbeiten zu lassen, trotzdem aber die überflüssige Druckluft nicht zu verlieren, der Überschuss an letzterer in den Zylinder geleitet, wo er unter Arbeitsleistung wieder expandiert. Zu diesem Zweck ist das Überströmventil vom Behalter zum Zylinder unter die Einwirkung der im Behälter herrschenden Spannung gesetzt, derart, dass bei steigender Behälterspannung mehr, bei sinkender weniger Druckluft in den Zylinder gelassen wird. Es ist dabei gleichgiltig, ob die Luftpumpe unabhängig von der Verbrennungsmaschine ist oder nicht. Gleichzeitig wird die Brennstoff- zufuhr zu der Maschine vom Regler in bekannter Weise beeinflusst, so dass sich der gesamte Regelungsvorgang in folgender Weise abspielt.
Steigt z. B. der Druck im Behälter, so wird das Druckluftventil längere Zeit geöffnet, so dass mehr Druckluft in den Zylinder gelangt. Infolgedessen nimmt die Maschine zunächst eine
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Fördermenge einstellt, bis die Maschine wieder ihre normale Umdrehungszahl erreicht hat. Sinkt der Druck im Behälter, so spielt sich der Vorgang in umgekehrter Weise ab.
Die Durchführung des Verfahrens kann beispielsweise so erfolgen, dass in einem Zylinder ein unter dem Behälterdruck spielender Kolben angeordnet ist, dessen Bewegungen in bekannter Weise durch ein Gestänge auf einen geeigneten Teil der Druckluftventilsteuerung übertragen werden, z. B. bei einer Nockensteuerung auf die Nockenscheibe, bei einer Ausklinksteuerung auf die Klinke, bei einer Wälzhebelsteuerung auf einen der beiden Wälzhebel.
In der Zeichnung ist eine solche Anordnung beispielsweise für eine Ausklinksteuerung veranschaulicht. a stellt den Zylinder, b den Kolben der Verbrennungskraftmaschine vor, c ist das Druckluftventil, das bei diesem Ausführungsbeispiel durch den an der Ventilspindel d angreifenden
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von der Exzenterstange h, deren oberes Ende durch die Schwinge k geführt wird, betätigt. Die Klinke i legt sich mit ihrem unteren Ende gegen einen Hebel 1, der in der Ventilhaube drehbar gelagert ist und durch Vermittlung des Gestänges m unter dem Einfluss des Kolbens o steht. Auf die untere Fläche dieses Kolbens wirkt der im Pressluftbehälter herrschende Druck, auf die obere Fläche eine Feder.
Wächst der Druck im Behälter, so wird der Kolben o nach oben gedrückt, die Klinke i dreht sich nach rechts und das Druckluftventil bleibt infolgedessen länger offen ; nimmt der Druck im Behälter ab, so geht der Kolben o nach unten, die Klinke i dreht sich nach links und kommt früher ausser Eingriff mit dem Hebel/', so dass das Druckluftventil kürzere Zeit geöffnet ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Betriebsverfahren für Verbrennungskraftmaschinen, die mit aus einem Behälter entnommener verdichteter Verbrennungsluft arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckluft- einla. ssventil selbsttätig vom Behälterdruck so beeinflusst wird, dass unabhängig von der Belastung bei steigendem Behälterdruck mehr Luft in den Zylinder gelassen wird, bei sinkendem Behälterdruck weniger, derart, dass im Druckluftbehälter nur kleine Druckschwankungen auftreten können.